模擬電路分析與設(shè)計(jì)精選(九篇)

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第1篇：模擬電路分析與設(shè)計(jì)范文

Abstract： In our current digital circuit， the real analog circuit test box is not perfect， the function is too strong. Especially in the process of using the cost of each discrete components of the needle is easy to damage. In order to solve these problems， in a number of existing electrical， power module test box based on， the idea of digital and analog electronic experimental box combo， and joined the circuit analysis module， to become number of electricity， power module and circuit analysis of a test box. FPGA main control chip for digital circuit of discrete components， using FPGA program as the main core of the digital chip， on this basis to make more common use of the digital chip program. So that not only can save the cost of discrete components， but also can make the function of the experimental box is more powerful， more flexibility.

關(guān)鍵詞： FPGA；實(shí)驗(yàn)箱；數(shù)字電路；模擬電路；電路分析

Key words： FPGA；experimental box；digital circuit；analog circuit；circuit analysis

中圖分類號(hào)：TN79+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）08-0154-03

0 引言

在我們目前所用的數(shù)電，模電實(shí)驗(yàn)箱配置不太完善，功能上局限性太強(qiáng)。特別是在使用的過(guò)程中成本較大，每個(gè)分立元器件的管腳針頭容易損壞。由此，元器件不能充分利用，用獨(dú)立芯片可以替代。

為了方便更多的專業(yè)人士和在校大學(xué)生做相關(guān)的數(shù)模電實(shí)驗(yàn)，特做出如此構(gòu)思：在現(xiàn)有的數(shù)電，模電試驗(yàn)箱的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)模電實(shí)驗(yàn)箱二合一的思想，并加入了電路分析的模塊，使之成為數(shù)、模電和電路分析三合一的實(shí)驗(yàn)箱。實(shí)驗(yàn)老師根據(jù)學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)過(guò)程中積累下的經(jīng)驗(yàn)，需要在原實(shí)驗(yàn)箱的基礎(chǔ)上做出改進(jìn)。現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)字電路芯片管腳不穩(wěn)，報(bào)廢率較高，浪費(fèi)嚴(yán)重，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選擇性太少。用FPGA主控芯片代替數(shù)字電路的分立元器件，用FPGA程序作為數(shù)字芯片的主要核心，在此基礎(chǔ)上做出更多常用數(shù)字芯片的程序。需用到的數(shù)字芯片，只需下載想用的程序即可實(shí)現(xiàn)響應(yīng)的功能。數(shù)電，模電，電路分析實(shí)驗(yàn)箱將會(huì)組合到一塊。這種改動(dòng)之后，不但能節(jié)省分立元器件成本，還可以使實(shí)驗(yàn)箱的功能更加強(qiáng)大，靈活性更高。

1 FPGA介紹

FPGA是20世紀(jì)80年代中期出現(xiàn)的一種新型的可編程邏輯器件，其結(jié)構(gòu)不同于基于與或陣列的器件。其最大的特點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)編程。所謂現(xiàn)場(chǎng)編程是指對(duì)于已經(jīng)焊接在PCB上或正在工作的芯片實(shí)現(xiàn)邏輯重構(gòu)，當(dāng)然也可在工作一段時(shí)間后修改邏輯。

FPGA采用了邏輯單元陣列LCA（Logic Cell Array）這樣一個(gè)概念，內(nèi)部包括可配置邏輯模塊CLB（Configurable Logic Block）、輸入輸出模塊IOB（Input Output Block）和內(nèi)部連線（Interconnect）三個(gè)部分。 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）是可編程器件，與傳統(tǒng)邏輯電路和門陣列（如PAL，GAL及CPLD器件）相比，F(xiàn)PGA具有不同的結(jié)構(gòu)。FPGA利用小型查找表（16×1RAM）來(lái)實(shí)現(xiàn)組合邏輯，每個(gè)查找表連接到一個(gè)D觸發(fā)器的輸入端，觸發(fā)器再來(lái)驅(qū)動(dòng)其他邏輯電路或驅(qū)動(dòng)I/O，由此構(gòu)成了既可實(shí)現(xiàn)組合邏輯功能又可實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯功能的基本邏輯單元模塊，這些模塊間利用金屬連線互相連接或連接到I/O模塊。FPGA的邏輯是通過(guò)向內(nèi)部靜態(tài)存儲(chǔ)單元加載編程數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元中的值決定了邏輯單元的邏輯功能以及各模塊之間或模塊與I/O間的聯(lián)接方式，并最終決定了FPGA所能實(shí)現(xiàn)的功能，F(xiàn)PGA允許無(wú)限次的編程。（圖1-5）

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

為了實(shí)現(xiàn)數(shù)電、模電、電路分析實(shí)驗(yàn)箱一體化，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用范圍。根據(jù)學(xué)生平時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的積累和總結(jié)，特對(duì)該實(shí)驗(yàn)箱做出更新。制作出如下方案：

①數(shù)電、模電實(shí)驗(yàn)箱整合。功能模塊可共用，電源模塊重復(fù)使用。但特定的功能模塊經(jīng)過(guò)改進(jìn)后需重新放置。

②數(shù)電使用的獨(dú)立分立邏輯芯片不再使用，統(tǒng)一使用可編程邏輯芯片F(xiàn)PGA來(lái)代替獨(dú)立的邏輯芯片。這樣做的好處就是使實(shí)驗(yàn)不再單一化，芯片功能可根據(jù)FPGA的程序來(lái)設(shè)定，不再需要人為的選擇邏輯芯片。芯片的選擇性更大了，更多常用的邏輯芯片都可在此平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)出來(lái)。芯片管腳也不再受限制。常用的邏輯芯片都可實(shí)現(xiàn)。

③函數(shù)信號(hào)發(fā)生器部分不再需要人為的測(cè)試輸出的信號(hào)頻率，我們?cè)诘装迳现苯釉O(shè)計(jì)頻率測(cè)定和頻率顯示的功能。設(shè)計(jì)出的實(shí)驗(yàn)箱沒(méi)有很大的選擇限制，這一塊可代替常用的邏輯芯片和獨(dú)立電子元器件。（圖6）

實(shí)現(xiàn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的強(qiáng)大功能，用戶可在實(shí)驗(yàn)箱上做相關(guān)的數(shù)電、模電和電路分析等實(shí)驗(yàn)。使用戶更快的了解電子設(shè)計(jì)和應(yīng)用原理，拓寬用戶的視野，提高實(shí)驗(yàn)效率，節(jié)省實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間。通過(guò)下載硬件程序擴(kuò)充數(shù)字邏輯芯片的數(shù)量，科研人員也可以在此基礎(chǔ)上使用自己相關(guān)的邏輯芯片功能，增加了受眾人群。不再需要購(gòu)買獨(dú)立數(shù)字器件在面包板上做不確定的實(shí)驗(yàn)。還要考慮面包板管腳連接是否正常等問(wèn)題。常用數(shù)字邏輯芯片，足夠滿足學(xué)生們做實(shí)驗(yàn)。還在一定程度上使同學(xué)們了解了可編程邏輯器件的強(qiáng)大功能。（圖7）

4 結(jié)束語(yǔ)

雖然數(shù)電，模電等學(xué)科的實(shí)驗(yàn)箱一直在發(fā)展，但是發(fā)展的較為緩慢。我們提出設(shè)計(jì)的基于FPGA的全能硬件實(shí)驗(yàn)箱（數(shù)/模/電路分析實(shí)驗(yàn)箱）利于當(dāng)前較為先進(jìn)成熟的FPGA編程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字電路，模擬電路，電路分析三科實(shí)驗(yàn)與一套實(shí)驗(yàn)箱，使用戶更快地了解電子設(shè)計(jì)和應(yīng)用原理，拓寬用戶的視野，提高實(shí)驗(yàn)效率，節(jié)省實(shí)驗(yàn)所需時(shí)間。具有創(chuàng)新與實(shí)用積極意義。此實(shí)驗(yàn)箱外觀做的比較粗糙，后續(xù)我們會(huì)積極完善，在功能上我們會(huì)優(yōu)去拙，使實(shí)驗(yàn)箱不僅更加美觀，也會(huì)更加實(shí)用！

參考文獻(xiàn)：

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第2篇：模擬電路分析與設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞:Multisim10 基本放大電路 質(zhì)化分析

中圖分類號(hào):TM133-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)08(a)-0185-01

模擬電子技術(shù)是電子信息工程、電氣工程及其自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)科學(xué)等專業(yè)的基礎(chǔ)課程,而基本放大電路又是模擬電子技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn),是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。學(xué)生對(duì)此知識(shí)點(diǎn)的掌握深度,將直接影響對(duì)后續(xù)知識(shí)點(diǎn)和課程的學(xué)習(xí)。本文強(qiáng)調(diào)在電子線路的教學(xué)過(guò)程中,充分利用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件,對(duì)電子線路進(jìn)行仿真分析,同時(shí)強(qiáng)調(diào)質(zhì)化教學(xué),結(jié)合工程實(shí)際,加強(qiáng)學(xué)生對(duì)電路的理解,在教學(xué)過(guò)程中取得了很好的效果。下面借助電路設(shè)計(jì)仿真軟件Multisim10,以基本放大電路為例,以音頻信號(hào)為基本信號(hào)來(lái)進(jìn)行電路的分析。

1 模擬電路中信號(hào)的概念

放大電路是對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行放大的,工程中常用的模擬信號(hào),如聲音信號(hào),測(cè)量傳感器輸出的代表現(xiàn)場(chǎng)的如溫度、壓力、密度、流量、氣味、成分等各種物理量的電壓或電流信號(hào),電動(dòng)執(zhí)行器的輸入控制量的電壓或電流信號(hào)。工程中常見(jiàn)的模擬信號(hào)如音頻信號(hào)是非正弦信號(hào),而對(duì)基本放大電路的分析都是以正弦信號(hào)作為基本信號(hào)來(lái)分析的,所以必須強(qiáng)調(diào)這些非正弦信號(hào)與正弦信號(hào)的關(guān)系。利用頻譜分析法,對(duì)非正弦周期信號(hào)進(jìn)行傅里葉分解,可得信號(hào)的離散頻譜圖,而工程中的非正弦非周期信號(hào)可看作周期為無(wú)限長(zhǎng)的周期信號(hào),其頻譜圖由非正弦周期信號(hào)的離散頻譜過(guò)渡到連續(xù)頻譜,也就是說(shuō)工程中的模擬信號(hào)如聲音信號(hào)可以看作是有一系列不同幅值不同頻率的正弦信號(hào)疊加而成。系統(tǒng)的帶寬必須包括聲音信號(hào)的頻率范圍為20Hz-2kHz,否則將會(huì)導(dǎo)致頻率失真。

2 把握基本元器件的特性

學(xué)生對(duì)基本元器件的把握是后續(xù)電路分析的基礎(chǔ),對(duì)于基本放大電路的核心器件雙極性三極管的特性曲線和參數(shù)需重點(diǎn)掌握,要注重量化分析,更要注重質(zhì)化分析。三極管是一個(gè)基極電流控制集電極電流的器件,在輸出回路中相當(dāng)于恒流源,通過(guò)對(duì)基極電流源i1進(jìn)行DC Sweep Analysis分析,可以看出三極管的集射電壓隨著的增加而近似于線性地減小。=0uA時(shí),≈12V,截止?fàn)顟B(tài)；=14uA時(shí),≈0V,飽和狀態(tài)；=0～14uA時(shí),=0～12V放大狀態(tài)。

3 放大電路參數(shù)的質(zhì)化分析

質(zhì)化分析可理解為對(duì)電路的一種形象直觀的分析,比如網(wǎng)絡(luò)框圖,只是強(qiáng)調(diào)電路的功能和模塊間的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?沒(méi)有量化分析模塊的細(xì)節(jié)。教學(xué)過(guò)程中質(zhì)化分析和量化分析并重。放大電路可以看作是一個(gè)二端口網(wǎng)絡(luò),電壓放大倍數(shù)為輸出端口與輸入端口電壓有效值之比；輸入電阻相當(dāng)于信號(hào)源的負(fù)載,越大可以減小信號(hào)源的輸出電流,獲取更大的信號(hào)電壓。放大電路的輸出回路相當(dāng)于負(fù)載或下級(jí)放大電路的信號(hào)源,輸出電阻相當(dāng)于下級(jí)電路的信號(hào)源內(nèi)阻。

4 疊加定理在基本放大電路分析中的應(yīng)用

將電路分析理論如疊加定理、戴維寧定理、回路電流法、結(jié)點(diǎn)電壓法等,應(yīng)用到基本放大電路的分析當(dāng)中,可以取得更好的教學(xué)效果。比如疊加定理運(yùn)用于放大電路的交直流分析,當(dāng)輸入信號(hào)幅度不大時(shí),三極管可以看作一個(gè)線性元件,這樣整個(gè)放大電路就可以看作是一個(gè)具有兩個(gè)獨(dú)立電源（信號(hào)源e和直流電源E)的線性網(wǎng)絡(luò),根據(jù)疊加定理,直流電源E單獨(dú)作用時(shí),信號(hào)源e置零,耦合電容開(kāi)路,可得放大電路的直流通路,也就是基本放大電路的直流分析法；信號(hào)源e單獨(dú)作用時(shí),直流電源E置零,耦合電容相當(dāng)于短路,將三極管線性化處理,用其微變等效模型替代,可得基本放大電路的微變等效電路,也就是基本放大電路的交流分析法。

5 電路的仿真設(shè)計(jì)方法

電路設(shè)計(jì)首先需要根據(jù)電路的性能指標(biāo)確定電路的形式和晶體管的型號(hào),接著進(jìn)行電路靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置和元件參數(shù)計(jì)算,最后進(jìn)行電路性能指標(biāo)測(cè)試、電路參數(shù)修改、再測(cè)試。電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試可以通過(guò)萬(wàn)能板或面包板搭接電路,也可借助于Multisim10仿真軟件進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)和仿真。在放大電路中引入適當(dāng)?shù)呢?fù)反饋,可改善放大電路的性能,得到設(shè)計(jì)指標(biāo)要求,負(fù)反饋的引入形式和深度,需加強(qiáng)理論研究和實(shí)踐探索。集成運(yùn)算放大器在模擬電路中的應(yīng)用非常廣泛,集成運(yùn)放具有設(shè)計(jì)調(diào)試簡(jiǎn)單、性能價(jià)格比高、靈活性大等優(yōu)點(diǎn),在模擬電路領(lǐng)域中,除超高頻、大功率等特殊場(chǎng)合外,已普遍取代了分立元件電路。

6 結(jié)語(yǔ)

在模擬電子線路設(shè)計(jì)課程的教學(xué)中,在進(jìn)行電路量化分析的同時(shí),加強(qiáng)質(zhì)化分析,同時(shí)配合電路仿真分析軟件Multisim10進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)和仿真,取得了很好的教學(xué)效果,激發(fā)了學(xué)生對(duì)模擬電子技術(shù)學(xué)習(xí)的熱情,學(xué)生的電路分析和設(shè)計(jì)能力得到了明顯提高。

參考文獻(xiàn)

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[2]楊素行.模擬電子技術(shù)[M].高等教育出版社，2007,9.

第3篇：模擬電路分析與設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：電路分析；電路設(shè)計(jì)；教學(xué)改革；教學(xué)方法

電路分析是高校電子信息類專業(yè)的必修基礎(chǔ)課程，對(duì)于后續(xù)信號(hào)與系統(tǒng)、傳感器與檢測(cè)技術(shù)、單片機(jī)原理及應(yīng)用、EDA與可編程技術(shù)、自動(dòng)控制原理、高頻電子線路等專業(yè)課程的學(xué)習(xí)具有至關(guān)重要的作用[1-3]。它對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的電路設(shè)計(jì)基本理念、電路設(shè)計(jì)能力有著重要的影響[4-5]。自2010年起至今，我校對(duì)電路分析課程開(kāi)展了較為深入的教學(xué)改革，在關(guān)于“教什么”與“如何教”這兩個(gè)重要問(wèn)題上，逐步形成了有一定特色的電路分析課程改革基本理念。簡(jiǎn)要分析如下。第一，讓學(xué)生在電路分析課程學(xué)習(xí)過(guò)程中認(rèn)識(shí)了解電路中常用的元器件，會(huì)利用相關(guān)電路分析方法對(duì)含有這些元器件的電路進(jìn)行分析。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，必須在原有的二端元器件知識(shí)點(diǎn)講解方式上有所突破，加入有源三端元器件及多端元器件的知識(shí)，這樣可使電路分析課程更有時(shí)代感。第二，引領(lǐng)學(xué)生逐步熟悉從單獨(dú)的分立元器件到其理想模型的建模過(guò)程，并掌握元器件建模的基本要領(lǐng)。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，必須打破原有授課只講理想模型的弊端，讓學(xué)生真正了解相同元器件在不同工程應(yīng)用背景下，需構(gòu)建不同的電路模型，如此才能讓電路分析具有工程特點(diǎn)。第三，結(jié)合一定量的電子工程實(shí)踐案例，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)電路基本理論和分析方法的理解。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，必須在日常教學(xué)過(guò)程中打破電路分析教材中電路習(xí)題的局限性，鼓勵(lì)學(xué)生使用電路分析方法分析實(shí)際電路，這樣才能讓學(xué)生更好地掌握電路分析的核心內(nèi)容。第四，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)電路能量與信號(hào)處理兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)的嵌套理解。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，必須在電路基本概念講授及習(xí)題選擇上打破原有的強(qiáng)弱電之間互相獨(dú)立的局限思想，合理兼顧能量與信號(hào)的知識(shí)點(diǎn)，這樣才有可能培養(yǎng)交叉學(xué)科方向的創(chuàng)新型人才。第五，在講授電路分析課程的基本概念、理論及方法的過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生逐步形成獨(dú)立思考、敢于質(zhì)疑的學(xué)習(xí)態(tài)度，培養(yǎng)樂(lè)于創(chuàng)新的學(xué)習(xí)精神。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，必須打破原有授課過(guò)程中的講授型教學(xué)方式，將教學(xué)過(guò)程逐步轉(zhuǎn)化為引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)探索的過(guò)程，這樣才能讓學(xué)生逐步養(yǎng)成自主創(chuàng)新的意識(shí)。以下將從教學(xué)內(nèi)容、方法、實(shí)踐和考核等方面具體討論實(shí)現(xiàn)以上改革理念的方法。

1電路分析課程改革實(shí)踐

1.1教學(xué)內(nèi)容改革

依據(jù)專業(yè)崗位及學(xué)生今后從事行業(yè)的區(qū)別，電子專業(yè)教研室教師共同制訂了適合不同專業(yè)的教學(xué)大綱。將電路分析課程教學(xué)內(nèi)容劃分為三個(gè)模塊，即直流電路、交流電路及動(dòng)態(tài)電路。根據(jù)不同專業(yè)對(duì)該門課程的人才培養(yǎng)目標(biāo)及要求，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行合理設(shè)置。以電子信息工程專業(yè)為例，開(kāi)關(guān)電源電路的分析應(yīng)被作為教學(xué)的重難點(diǎn)，而動(dòng)態(tài)電路部分的內(nèi)容應(yīng)作為測(cè)控專業(yè)的教學(xué)重難點(diǎn)。這種教學(xué)內(nèi)容的實(shí)踐與調(diào)整，能夠在一定程度上有效解決該門課程內(nèi)容多而學(xué)時(shí)少的矛盾，同時(shí)又能較好地適應(yīng)不同專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)。

1.2教學(xué)方法改革

我校電子專業(yè)的部分學(xué)生來(lái)自職業(yè)高中，這些學(xué)生對(duì)電路基礎(chǔ)理論的理解存在一定困難，且自主學(xué)習(xí)的主動(dòng)性也相對(duì)較差，因此他們的培養(yǎng)目標(biāo)與來(lái)自普通高中的學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)有所區(qū)別。為此我校在教學(xué)過(guò)程中采取了因材施教的方式，采用不同的教學(xué)方法與手段，以促進(jìn)教學(xué)水平及效果的提升。具體教學(xué)方法如下。1.2.1實(shí)例教學(xué)法在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中引入相關(guān)電路分析或設(shè)計(jì)案例，通過(guò)問(wèn)題研討，激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，使其積極參與電路分析過(guò)程，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)興趣。如進(jìn)行三相電路教學(xué)時(shí)可引入照明電路故障分析，進(jìn)行動(dòng)態(tài)電路視域教學(xué)時(shí)可引入閃光燈電路。這種實(shí)例教學(xué)法，可使學(xué)生認(rèn)識(shí)到課本中的電路理論與日常生活中的電路應(yīng)用之間的密切關(guān)聯(lián)，進(jìn)而有助于提高其學(xué)習(xí)熱情。1.2.2分類比較法電路分析課程的知識(shí)點(diǎn)及電路符號(hào)較多，學(xué)生易混淆。因此，在教學(xué)過(guò)程中可采用類比方法，有助于學(xué)生分析、理解及記憶各種分析方法與公式。譬如，將支路電流分析法、結(jié)點(diǎn)電壓分析法、疊加定理等知識(shí)的各自特點(diǎn)及適用范圍進(jìn)行類比，使學(xué)生清晰明了，從而在解決電路問(wèn)題時(shí)能夠合理地選擇分析方法。而對(duì)于單參數(shù)的交流電路分析，可以將電阻、電容及電感的電壓與電流限定關(guān)系的相關(guān)形式，通過(guò)表格的形式加以歸納與比對(duì)，進(jìn)而讓學(xué)生理解相量、有效值等知識(shí)點(diǎn)之間的區(qū)別。1.2.3合理使用仿真軟件伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，合理使用仿真軟件也成為提高教學(xué)質(zhì)量的一種有效手段。借助仿真軟件優(yōu)秀的模擬仿真功能，不僅能讓學(xué)生了解電子線路設(shè)計(jì)與分析的具體方法，也能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)電路分析課程的熱情，還能在一定程度上提高學(xué)生的研究與創(chuàng)新能力。1.2.4理論與實(shí)踐結(jié)合對(duì)于電路分析中的基礎(chǔ)性內(nèi)容，如電源模型等效轉(zhuǎn)換、受控源等，教師可先在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行現(xiàn)象演示，接著進(jìn)行理論講解，然后再讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，逐步將理論與實(shí)踐相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的統(tǒng)一，幫助學(xué)生掌握知識(shí)點(diǎn)。理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，不僅有助于學(xué)生理解知識(shí)點(diǎn)，在某種程度上也節(jié)省了理論教學(xué)的課時(shí)，取得了較好的效果。1.2.5增加實(shí)踐性作業(yè)實(shí)踐性作業(yè)指的是學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)并獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之后還要完成的作業(yè)。將原有的純粹理論計(jì)算習(xí)題中約1/3的習(xí)題改為針對(duì)性的實(shí)踐性習(xí)題，改變?nèi)嘁坏懒?xí)題且習(xí)題參數(shù)完全一致的情況，有效避免互相抄襲的現(xiàn)象。布置實(shí)踐性作業(yè)，可及時(shí)有效地幫助學(xué)生將理論與實(shí)踐進(jìn)行結(jié)合，避免學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中因理論知識(shí)過(guò)多出現(xiàn)無(wú)法正確選擇理論知識(shí)解決相關(guān)實(shí)際問(wèn)題的情況，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并在一定程度上強(qiáng)化了學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。1.2.6課堂與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)結(jié)合將教學(xué)大綱、課件、習(xí)題與練習(xí)、案例分析、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等教學(xué)相關(guān)資料上傳至教學(xué)網(wǎng)站，借助網(wǎng)絡(luò)讓學(xué)生在課余時(shí)間靈活學(xué)習(xí)與測(cè)試，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效率，也能有效提高學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)的能力。教師利用網(wǎng)絡(luò)對(duì)學(xué)生提出的問(wèn)題進(jìn)行答疑，實(shí)現(xiàn)師生間的良好互動(dòng)，不僅能夠豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，還能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提升網(wǎng)絡(luò)課程的影響力。

1.3實(shí)踐教學(xué)改革

作為電路分析課程教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)，實(shí)踐對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、邏輯思維能力具有重要作用。我院對(duì)該門課程的實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行了如下改革。第一，將電路分析實(shí)驗(yàn)單獨(dú)設(shè)置課時(shí)，并增加其實(shí)驗(yàn)教學(xué)課時(shí)比例，注重對(duì)學(xué)生進(jìn)行工程實(shí)踐能力培養(yǎng)。截至2020年，理論與實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的分配統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)表1.從表1可以知，自2016年至2020年，理論學(xué)時(shí)由85.3%下降到81.2%，而對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)由14.7%增加到18.8%。實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)的增加，使得學(xué)生有更多的時(shí)間進(jìn)行動(dòng)手實(shí)踐操作，進(jìn)而鍛煉了學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力，學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力有所提高。第二，在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目上，適當(dāng)增加設(shè)計(jì)性及綜合性實(shí)驗(yàn)的數(shù)量，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐操作能力及創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。在內(nèi)容選擇上，根據(jù)學(xué)生工作后從事的實(shí)際工作的類型、專業(yè)特點(diǎn)靈活選擇開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；例如，針對(duì)自動(dòng)化及供電專業(yè)的學(xué)生，強(qiáng)化了交流部分的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，而將直流部分的實(shí)驗(yàn)作為可選內(nèi)容；在實(shí)驗(yàn)方法上，采用軟件仿真和硬件實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式。電路分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容形式見(jiàn)表2。

1.4考核方式改革

課程考核作為對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)完一門課程后的評(píng)價(jià)方式，也是檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的一種硬性指標(biāo)。電路分析課程考核包含兩部分，即理論考核與實(shí)踐考核。理論考核主要針對(duì)教師課堂上所講的理論內(nèi)容，教師依據(jù)教學(xué)大綱要求，建設(shè)試題庫(kù)，包括主觀題和客觀題。考試內(nèi)容須圍繞知識(shí)點(diǎn)、設(shè)計(jì)能力及專業(yè)素質(zhì)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行全方位考核。實(shí)踐考核主要針對(duì)平時(shí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的完成情況展開(kāi)，具體由學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)情況(劃分為合格、良好、優(yōu)秀三個(gè)等級(jí)，實(shí)驗(yàn)不合格的要求學(xué)生重做)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)情況及出勤情況構(gòu)成，按5∶3∶2的比例構(gòu)成實(shí)踐考核成績(jī)。

2結(jié)語(yǔ)

我院在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)實(shí)踐及考核方式等方面對(duì)電路分析課程進(jìn)行改革，在一定程度上有效提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與效率，較好地培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新精神。在后續(xù)教學(xué)過(guò)程中，筆者將不斷進(jìn)行探索、思考與實(shí)踐，為更好地培養(yǎng)創(chuàng)新型電子設(shè)計(jì)人才而不斷努力。

參考文獻(xiàn)

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第4篇：模擬電路分析與設(shè)計(jì)范文

Abstract: In order to lead the student to study digital circuit course better, it developed a digital circuit experiment system by LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench), it included all contents of the digital circuit, such as logic algebra, combination circuit, trigger, sequential circuit, pulse produce and adjustment, digital to analog conversion and analog to digital conversion, this experiment system strengthened the students’ perceptual knowledge, and increased the students’ interest.

關(guān)鍵詞: 虛擬儀器;LabVIEW;數(shù)字電路;實(shí)驗(yàn)

Key words: Virtual Instrument;LabVIEW;digital circuit;experiment

中圖分類號(hào):TP315文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)31-0197-02

1系統(tǒng)介紹

虛擬儀器充分利用計(jì)算機(jī)的運(yùn)算、存儲(chǔ)、回放、調(diào)用、顯示以及文件管理等智能式的功能,把傳統(tǒng)儀器的專業(yè)化功能軟件化,使之與 PC 機(jī)結(jié)合起來(lái)融為一體,這樣便構(gòu)成了一臺(tái)從外觀到功能都完全與傳統(tǒng)硬件儀器相同,同時(shí)又充分享用了 PC 機(jī)智能資源的全新的儀器系統(tǒng)。

本著“好學(xué)、好用、好懂”的原則進(jìn)行開(kāi)發(fā),利用labview語(yǔ)言的良好人機(jī)交互優(yōu)勢(shì)極其方便的各種控件,開(kāi)發(fā)出用于數(shù)字電路課程輔助教學(xué)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),充分發(fā)揮虛擬儀器的優(yōu)點(diǎn),通過(guò)各種控件形象地模擬邏輯信號(hào),把抽象的理論感性化,改變了滯后的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和死板的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?特別是這套系統(tǒng)直接用在課堂教學(xué)上,調(diào)動(dòng)了學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性,使學(xué)生更容易理解相關(guān)的知識(shí),其起始界面如圖1所示。

系統(tǒng)內(nèi)容基本涵蓋了數(shù)字電路的全部?jī)?nèi)容,包括邏輯代數(shù)、組合邏輯電路、觸發(fā)器、時(shí)序電路、脈沖產(chǎn)生整形與DA轉(zhuǎn)換等。

1.1 邏輯代數(shù)實(shí)驗(yàn)?zāi)K此模塊主要包括邏輯代數(shù)的原理性知識(shí),是整個(gè)數(shù)字電路課程的基礎(chǔ),能否掌握此部分知識(shí)關(guān)系到后續(xù)課程內(nèi)容的理解和掌握。內(nèi)容主要涉及基本邏輯運(yùn)算及復(fù)合邏輯運(yùn)算,基本公式及其它常用公式,真值表、表達(dá)式、邏輯圖及最小項(xiàng)等邏輯函數(shù)表示方法,通過(guò)此模塊學(xué)生可以加深對(duì)理論性知識(shí)的理解,為后續(xù)內(nèi)容學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

此部分通過(guò)labview的邏輯控件,以信號(hào)燈的形式模擬邏輯變量,用不同顏色代表不同的邏輯變量0或1,如紅燈或綠燈代表1,白燈代表0。通過(guò)顏色變化加強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),以更好理解、掌握知識(shí)。

以基本邏輯運(yùn)算為例,如圖2所示,“與運(yùn)算”輸入兩個(gè)邏輯量均為1(兩個(gè)均為綠燈)時(shí),輸出為1(綠燈),“或運(yùn)算”1個(gè)輸入為1(綠燈),1個(gè)輸入為0(白燈),則其輸出為1(綠燈),“非運(yùn)算”輸入為1(紅燈)則輸出為0(白燈)。而且各種組合燈的變化和真值表相對(duì)應(yīng),增強(qiáng)了認(rèn)識(shí)。

1.2 組合邏輯電路模塊此模塊為組合邏輯電路,是數(shù)字電路的核心內(nèi)容之一,內(nèi)容包括組合邏輯電路分析、設(shè)計(jì)及常用集成電路,常用集成電路主要包括編碼器、譯碼器、加法器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)值比較器等常用集成電路及其各種應(yīng)用。

此模塊中,通過(guò)模擬,提供了完整的實(shí)例,形象地展示了電路的分析和設(shè)計(jì)過(guò)程,加深了理解。特別對(duì)于各種常用集成器件,通過(guò)各種信號(hào)模擬,展示出各種集成器件的引腳、特征及應(yīng)用情況,更形象、更直觀,便于學(xué)生理解各種集成模塊的功能,而又不必過(guò)分關(guān)注其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

典型示例數(shù)據(jù)選擇器的擴(kuò)展應(yīng)用如圖3所示。用不同顏色邏輯信號(hào)代表輸入/輸出變量及控制變量,形象表示出輸入信號(hào)在不同控制信號(hào)變化下的輸出情況,使抽象理論變得感性化,便于理解。

1.3 觸發(fā)器模塊此模塊內(nèi)容主要包括基本RS觸發(fā)器、同步觸發(fā)器(同步RS觸發(fā)器、D觸發(fā)器及同步JK觸發(fā)器)、主從JK觸發(fā)器(主從RS觸發(fā)器、維持――阻塞邊沿D觸發(fā)器、主從JK觸發(fā)器、T觸發(fā)器及T′觸發(fā)器)。

觸發(fā)器具有記憶功能,是構(gòu)成時(shí)序電路的基礎(chǔ),掌握其內(nèi)容是學(xué)習(xí)時(shí)序電路的基本要求,但部分觸發(fā)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜難理解,因此,本部分主要從功能角度出發(fā),弱化結(jié)構(gòu)要求。

通過(guò)信號(hào)燈的變化描述觸發(fā)器的變化過(guò)程,即觸發(fā)器何時(shí)保持原態(tài),何時(shí)置0、置1,何時(shí)進(jìn)行狀態(tài)翻轉(zhuǎn),結(jié)合觸發(fā)器特征表,非常容易理解觸發(fā)器功能及其實(shí)現(xiàn)條件,同時(shí)避免了死記硬背的弊端。

1.4 時(shí)序電路模塊此模塊主要包括時(shí)序邏輯電路,是數(shù)字電路的核心內(nèi)容之一,內(nèi)容主要包括時(shí)序電路分析(同步時(shí)序電路分析和異步時(shí)序電路分析)、常用時(shí)序電路(主要包括寄存器、同步計(jì)數(shù)器、異步計(jì)數(shù)器和集成計(jì)數(shù)器及其應(yīng)用)。

此模塊主要包括數(shù)字電路的另一類電路時(shí)序邏輯電路,由于時(shí)序概念的抽象性,學(xué)生掌握起來(lái)難度較大,因此,通過(guò)信號(hào)的模擬,加大感性認(rèn)識(shí),使學(xué)生更好理解知識(shí)內(nèi)容。

典型示例74LS160置數(shù)法如圖4所示,用不同顏色邏輯信號(hào)代表輸入/輸出變量及控制變量,通過(guò)軟件的運(yùn)行,顯示了數(shù)字循環(huán)變化的完整過(guò)程,通過(guò)變化可以看出數(shù)字何時(shí)開(kāi)始增加,何時(shí)通過(guò)置數(shù)重新開(kāi)始計(jì)數(shù),同時(shí)可以觀察到數(shù)字變化過(guò)程中時(shí)鐘信號(hào)的變化,使學(xué)生在掌握計(jì)數(shù)器工作過(guò)程的同時(shí)更深入理解了時(shí)序的概念。此外,可以通過(guò)改變輸入變量,模擬任意進(jìn)制數(shù)字。

1.5 脈沖產(chǎn)生整形與模/數(shù)及數(shù)/模轉(zhuǎn)換模塊模塊包括555集成電路、模/數(shù)及數(shù)/模轉(zhuǎn)換,由于脈沖的產(chǎn)生整形與模/數(shù)及數(shù)/模更為抽象,理解起來(lái)難度更大,因此,通過(guò)形象化的模擬,使學(xué)生能夠理解其概念、意義及過(guò)程,達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

典型示例D/A及A/D轉(zhuǎn)化如圖5所示。通過(guò)信號(hào)模擬,可以形象看出A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程是通過(guò)采樣、保持、量化、編碼四步完成,同時(shí)可以把數(shù)字量和模擬量進(jìn)行對(duì)應(yīng)觀察,更容易理解兩者的關(guān)系。設(shè)置了正弦波、三角波、鋸齒波、方波信號(hào),通過(guò)多種不同信號(hào)的變化加深理解。通過(guò)對(duì)信號(hào)頻率的設(shè)置,體現(xiàn)出頻率的變化對(duì)信號(hào)采集的影響,充分理解采樣頻率。

2結(jié)論

第5篇：模擬電路分析與設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】模擬電路故障診斷估計(jì)法

模擬電路故障診斷是電路分析理論中的一個(gè)前沿領(lǐng)域。它既不同于電路分析，也不屬于電路綜合的范疇。模擬電路故障診斷所研究的內(nèi)容是當(dāng)電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)已知，并在一定的電路激勵(lì)下知道一部分電路的響應(yīng)，求電路的參數(shù)，他是近代電路理論中新興的第三個(gè)分支。但由于模擬電路中未發(fā)生故障的正常元件存在容差，其參數(shù)并不恰好等于額定值，而有一定的分散性，這給電路分析帶來(lái)一定的模糊性。而且模擬電路常含有非線性元件，他的性能不僅因本身故障而改變，而且其他元件故障引起他的工作點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，也將造成其性能變化。因此模擬電路故障診斷的理論還不是十分成熟。

模擬電路發(fā)生了故障，就不能達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí)所規(guī)定的功能和指標(biāo)，這種電路稱為故障電路。故障診斷就是要對(duì)電路進(jìn)行一定的測(cè)試，從測(cè)試結(jié)果分析出故障。一般來(lái)講，模擬電路故障診斷的方法可以分為估計(jì)法，測(cè)試前模擬法和測(cè)試后模擬法三大類。本文將對(duì)其中的估計(jì)法展開(kāi)討論。

估計(jì)法是一種近似法，這類方法一般只需較少的測(cè)量數(shù)據(jù)，采用一定的估計(jì)技術(shù)，估計(jì)出最可能發(fā)生故障的元件。這類方法又可分為確定法和概率法。確定法依據(jù)被測(cè)電路或系統(tǒng)的解析關(guān)系來(lái)判斷最可能的故障元件，概率法是依據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理決定電路或系統(tǒng)中各元件發(fā)生故障的概率，從而判斷出最可能的故障元件。本文重點(diǎn)介紹確定法中的最小平方判據(jù)法。最小平方判據(jù)法又分為結(jié)合判據(jù)法和迭代法。

1.結(jié)合判據(jù)法：

設(shè)模擬電路含有m個(gè)不同的參數(shù)，對(duì)電路進(jìn)行測(cè)量，得到m個(gè)不同的特性測(cè)量值，且m<n。令xi(i=1,2,3,4……n)表示參數(shù)值，yj(j=1,23…,m)表示特性計(jì)算值，因?yàn)槿绻娐返耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)已知，則參數(shù)和特性之間存在一個(gè)確定的解析關(guān)系，所以y&not;j=fj(x1,x2,….xn)。特性參數(shù)的測(cè)量值用gj(j=1,2,3…,m);如果實(shí)際所用的各參數(shù)值為實(shí)際值，同時(shí)測(cè)量不存在誤差，則gj=yj,即特性偏差為零，其中yj是在參數(shù)為額定值x10,x20,…,xn0時(shí)計(jì)算出來(lái)的。如果特性的測(cè)量值與計(jì)算值相等，說(shuō)明電路沒(méi)有發(fā)生故障，處于正常工作狀態(tài)。

如果電路中第I個(gè)元件發(fā)生故障，其參數(shù)為xi,其余各元件的參數(shù)都為額定值，那么任意一個(gè)點(diǎn)的測(cè)試值都可以表示為xi的函數(shù)：yj=fj(Xi)=fj(x10,x20,…,xi,…xn0)j=1,23….m

其中，Xi為參數(shù)矢量，其中除第i個(gè)分量為xi外其余各分量為參數(shù)的額定值。于是有：j=1,2,3,…,m(1.1)

對(duì)每一個(gè)參數(shù)都引入一個(gè)物理量s，s為特性偏差的平方和，于是對(duì)于參數(shù)I有：i=1,2,3…,n(1.2)

當(dāng)xi變動(dòng)時(shí)，s也隨之而改變。如果電路中只存在單故障，那么當(dāng)xi等于故障參數(shù)的實(shí)際值時(shí)，特性值的測(cè)量值與計(jì)算值十分接近，特性偏差接近與零。此時(shí)表征特性偏差平方和的物理量si將最小。因此我們可以將si作為故障診斷的一種判據(jù)，我們將si的最小值定義為結(jié)合參數(shù)I的靈敏度因子。

如果電路中發(fā)生的單故障是偏離其額定值不大的軟故障，特性值yi的計(jì)算值可以展開(kāi)成泰勒級(jí)數(shù)：(1.3)

式中額定參數(shù)矢量X0=[x10,x20…,xn0]’;參數(shù)增量矢量，為泰勒級(jí)數(shù)中大于一階的高階項(xiàng)，若電路中發(fā)生的是軟故障，此項(xiàng)可以忽略不計(jì)。∣xi=xi0(i=1,2,3…n)，為特性j對(duì)特性I的靈敏度。發(fā)生單故障時(shí)，只有不等于零，所以(1.4)

代入(1.2)式可得：(1.5)令求得：(1.6)于是可以求出結(jié)合參數(shù)I的靈敏度因子(1.7)

測(cè)試前可先根據(jù)電路的額定參數(shù)計(jì)算出各靈敏度aji及各特性值的計(jì)算值yj0，測(cè)試后可以得到各特性的測(cè)量值gj,由上式可以直接求出靈敏度因子，從而確定故障發(fā)生點(diǎn)。

由前面的討論我們可以總結(jié)出采用結(jié)合判據(jù)法進(jìn)行故障診斷的具體步驟如下:

（1）先進(jìn)行測(cè)試，從可及節(jié)點(diǎn)得到m個(gè)特性測(cè)量值。

（2）求得結(jié)合參數(shù)xi的靈敏度因子，即si的最小值，作為故障診斷的判據(jù)。

（3）在n個(gè)參數(shù)的靈敏度因子都求得之后，其中最小的靈敏度因子所對(duì)應(yīng)的參數(shù)是最有可能發(fā)生了故障的參數(shù)。

結(jié)合判據(jù)法簡(jiǎn)單易行，所需的測(cè)量數(shù)據(jù)少，但是由于各元件的參數(shù)都存在一定的容差，各特性在測(cè)量時(shí)也存在一定的誤差，這些都會(huì)影響判斷的真實(shí)性。另外，從前面的分析我們可以看出這種方法只適合于參數(shù)變化不大的單、軟故障的定位，而不適用于多故障的定位。

2.迭代法

我們?cè)谧钚∨袚?jù)法的基礎(chǔ)上進(jìn)一步引申，找一個(gè)類似于靈敏度因子的判據(jù)，并計(jì)算使這個(gè)判據(jù)達(dá)到最小時(shí)的各個(gè)參數(shù)的值，即各個(gè)參數(shù)的實(shí)際值，然后與額定值進(jìn)行比較，從而確定故障點(diǎn)，這樣就可以用于多故障的定位。這就是迭代法的基本思路。

與結(jié)合判據(jù)法不同的是，迭代法對(duì)所有的參數(shù)都共用一個(gè)判據(jù)。令(2.1)

其中，為特性測(cè)量值gj的方差。將yj=fj(X)在X0處按泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)，如果不大，可忽略高次項(xiàng)，得(2.2)代入式(2.1),得：(2.3)

當(dāng)s達(dá)到最小值時(shí)所對(duì)應(yīng)的X＝X0+即為各參數(shù)的估計(jì)值，如果某些元件的參數(shù)估計(jì)值超過(guò)其容差范圍，則可能為故障元件。式(2.3)可以寫(xiě)成：(2.4)其中：

如果要求s的最小值，只需對(duì)式(2.4)求導(dǎo)，并令倒數(shù)為零，可得：(2.5)我們采用迭代法求解，首先設(shè)X的初值為X0,在X0處計(jì)算P,A,PA,

然后再由式(2.5)計(jì)算出，由式(2.4)計(jì)算出s,完成一個(gè)迭代過(guò)程。然后令X的新值為,在X1處計(jì)算P,A,PA,及s的值，如此循環(huán)下去，直到第k次滿足時(shí)為止，此時(shí)對(duì)應(yīng)的Xk就是所要求的參數(shù)估計(jì)值。

由此可以看出迭代法與我們前面所討論的結(jié)合判據(jù)相比，測(cè)量值數(shù)必須要大于或等于參數(shù)的個(gè)數(shù)，它考慮了測(cè)量誤差。另外，它能夠估計(jì)出各個(gè)元件的參數(shù)值，可以用于多故障診斷，但計(jì)算量大。

3.總結(jié)：

本文主要介紹了模擬電路故障診斷方法中的估計(jì)法。這種方法只需要較少的測(cè)量數(shù)據(jù)，但診斷結(jié)果一般只是近似的。估計(jì)法中的大部分方法都適用于電路元件的故障定位，可用于診斷線性電路中的單個(gè)的軟故障。其中很多方法還可用于多故障診斷，例如文中介紹的迭代法。

估計(jì)法只是一種比較傳統(tǒng)的故障診斷方法，隨著人們對(duì)這一領(lǐng)域研究的不斷深入，已經(jīng)出現(xiàn)了一些用于非線性模擬電路以及大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的故障診斷方法，例如分解網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，人工智能技術(shù)等。故障診斷技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合也越來(lái)越密切，利用微型計(jì)算機(jī)和微處理器可使故障診斷更加快速可靠。

參考文獻(xiàn)：

第6篇：模擬電路分析與設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】 電路分析基礎(chǔ)；教學(xué)方法

引言

《電路分析基礎(chǔ)》是電子類、電氣類、自動(dòng)化類等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握電路分析基礎(chǔ)的基本概念和原理，培養(yǎng)對(duì)電路進(jìn)行正確分析的基本能力，具備電類專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的初步技能，為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。高等職業(yè)教育的培養(yǎng)目標(biāo)要求《電路分析基礎(chǔ)》課程教學(xué)更加突出實(shí)用性和實(shí)踐性，突出與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，使學(xué)生所學(xué)的知識(shí)能夠轉(zhuǎn)化成能力，畢業(yè)后成為生產(chǎn)一線的技術(shù)骨干。目前這門課程的教學(xué)多沿用傳統(tǒng)的教師講授為主、學(xué)生被動(dòng)接受的教學(xué)方法，重理論、輕實(shí)踐，忽視學(xué)生獨(dú)立思考能力、分析綜合能力和動(dòng)手實(shí)踐能力的培養(yǎng)，難以達(dá)到高等職業(yè)院校對(duì)學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)的要求。本文就《電路分析基礎(chǔ)》的教學(xué)方法進(jìn)行探討。

一、現(xiàn)象導(dǎo)向教學(xué)法

現(xiàn)象導(dǎo)向教學(xué)法是使學(xué)生同時(shí)用腦、心、手進(jìn)行學(xué)習(xí)的一種教學(xué)方法，這種教學(xué)法是以“情境教學(xué)”的“境”即現(xiàn)象為導(dǎo)向，以人的發(fā)展為本位的教學(xué)[1]。

（一）實(shí)物導(dǎo)向：通過(guò)直接感知要學(xué)習(xí)的實(shí)際事物而進(jìn)行的一種直觀方式。具有生動(dòng)性、鮮明性、真實(shí)性，易于激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)的積極性。例如，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。

（二）模像導(dǎo)向：事物的模擬形象，通過(guò)對(duì)事物模像的直接感知而進(jìn)行的一種直觀方式。比如，常用的仿真軟件EWB，這種軟件可以融合文字、圖像、動(dòng)畫(huà)和電路設(shè)計(jì)與仿真等多媒體形式，可以使課堂教學(xué)中許多抽象的和難以理解的內(nèi)容變得具體化、直觀化，同時(shí)，利用EWB軟件教學(xué)，可以設(shè)置各種電路故障進(jìn)行仿真，使學(xué)生能真正掌握電子元件的特性、電路的調(diào)試等，將理論與實(shí)踐相結(jié)合，從而靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)。

（三）圖像及視頻導(dǎo)向：利用電影、電視、圖片和幻燈等現(xiàn)代化手段進(jìn)行教學(xué)的一種直觀形式。根據(jù)需要，可將事物的重要特征進(jìn)行特寫(xiě)，它可以重復(fù)，且生動(dòng)形象。這些圖文并茂的多種感官綜合刺激，對(duì)學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的形成和發(fā)展非常有利，這也是其他教學(xué)媒體或其他學(xué)習(xí)環(huán)境無(wú)法比擬的。

二、啟迪教學(xué)法

在理論課堂教學(xué)中，應(yīng)充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，實(shí)行“啟發(fā)式”教育，“授之以魚(yú)，不如授之以漁”。

每堂課上，教師要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容及要求，向?qū)W生提出許多問(wèn)題，在問(wèn)與答中展開(kāi)教與學(xué)，這樣才能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生用已有的知識(shí)思考問(wèn)題、理解、掌握和探求新知識(shí)。同時(shí)，教師要努力營(yíng)造一種生動(dòng)活潑的民主氣氛，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課堂教學(xué)，教師必須始終記住自己與學(xué)生的地位是平等的。與學(xué)生的活動(dòng)是交互的，要讓學(xué)生憑自己的直覺(jué)與經(jīng)驗(yàn)觀察物理現(xiàn)象，分析物理規(guī)律，允許學(xué)生展開(kāi)討論或爭(zhēng)論，可以獨(dú)立地發(fā)表意見(jiàn)，引導(dǎo)學(xué)生得出正確的結(jié)論，讓學(xué)生感到是作為教師的合作者學(xué)習(xí)的，以此提高學(xué)生自信心、責(zé)任感與主動(dòng)性。

例如，在講解線性電路分析方法這一章內(nèi)容時(shí)，先介紹較為簡(jiǎn)單并很容易理解的“支路電路法”，通過(guò)例題使學(xué)生發(fā)現(xiàn)用該方法求解時(shí)不僅需要列寫(xiě)方程數(shù)多而且方程求解較繁瑣，從而引導(dǎo)學(xué)生提出“有沒(méi)有更好的解決方法？”進(jìn)而引入“網(wǎng)孔電流法”、“節(jié)點(diǎn)電位法”等其它解決途徑；講解“戴維南定理”后，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)提出“該定理在具體運(yùn)用中有什么途？”帶著這個(gè)問(wèn)題去學(xué)習(xí)，不僅能對(duì)“戴維南定理”加深認(rèn)識(shí)和理解，還為引出最大功率傳輸定理埋下伏筆。這樣通過(guò)積極引導(dǎo)，逐步培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)思考，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，提高自學(xué)能力。

三、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法

任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法是建立在建構(gòu)主義理論基礎(chǔ)上的教學(xué)法，是一種通過(guò)整合教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生在階段任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下分組探究，自行完成學(xué)習(xí)任務(wù)的方法[2]。任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的核心是“任務(wù)”的設(shè)計(jì)。任務(wù)設(shè)計(jì)的完整性、難易程度以及是否能引起學(xué)生的興趣等，將直接影響到整個(gè)課程的學(xué)習(xí)效果。例如，在講解基爾霍夫定律時(shí)，該課題設(shè)置的目的是為了在理論學(xué)習(xí)后，加深對(duì)基爾霍夫定律的理解，正確理解電壓、電流的實(shí)際方向與參考方向的關(guān)系，進(jìn)一步練習(xí)使用電工儀器儀表。任務(wù)實(shí)施的步驟如下：

（1）要求學(xué)生動(dòng)手接線前分析電路結(jié)構(gòu)，并弄清楚電路有幾個(gè)節(jié)點(diǎn)、幾條支路、幾個(gè)回路、幾個(gè)網(wǎng)孔。該問(wèn)題的設(shè)立為以下的任務(wù)做準(zhǔn)備。

（2）完成電路連線。按照學(xué)生的分組自行完成，學(xué)生在接線過(guò)程中遇到的問(wèn)題，教師進(jìn)行操作示范。

任務(wù)二：驗(yàn)證KCL定律。

（1）回答問(wèn)題，電路用KCL定律可以列幾個(gè)方程？需要測(cè)量的電流有哪些？

（2）動(dòng)手測(cè)試電流。在測(cè)電流的時(shí)候，一要注意電流表的接法。二要注意電流方向問(wèn)題。

（3）列出兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的KCL方程，計(jì)算電流代數(shù)和，驗(yàn)證KCL電流。

任務(wù)三：驗(yàn)證KVL定律。

（1）回答問(wèn)題，電路用KVL定律可以列幾個(gè)方程？需要測(cè)量的電壓有哪些？

（2）測(cè)試電壓。要注意電壓的方向問(wèn)題。

（3）列出三個(gè)回路KVL方程，計(jì)算電壓的代數(shù)和，驗(yàn)證KVL定律。

讓學(xué)生自主交流心得，通過(guò)改變電源電壓值，使得流入各節(jié)點(diǎn)的電流值也隨著發(fā)生變化，但變化之后的電流依然滿足KCL定律，從而得出任何時(shí)刻，流入各節(jié)點(diǎn)的電流值之和等于流出各節(jié)點(diǎn)的電流之和。

結(jié)束語(yǔ)

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，社會(huì)勞動(dòng)力結(jié)構(gòu)的調(diào)整，人才需求規(guī)格發(fā)生變化。雖然，每年有相當(dāng)數(shù)量的高職畢業(yè)生走向社會(huì)，但是從質(zhì)量上看，還有一定比例的畢業(yè)生不能從事專業(yè)勞動(dòng)，導(dǎo)致專業(yè)對(duì)口就業(yè)率低，造成教育投入的浪費(fèi)，也影響了高職院校的社會(huì)聲譽(yù)，從而制約了職業(yè)教育的發(fā)展。所以，推進(jìn)適合高職學(xué)生的教學(xué)方法勢(shì)在必行，這將為學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)，培養(yǎng)他們的生存能力，同時(shí)有利于人的全面發(fā)展和整個(gè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

[1] 毛文娟，彭遠(yuǎn)芳.任務(wù)驅(qū)動(dòng)法在高職《電路分析基礎(chǔ)》教學(xué)中的實(shí)踐[J].科技信息.2011（29）

[2] 陳愛(ài)群，吳秋平.淺析在高職《電路基礎(chǔ)》課程中運(yùn)用“現(xiàn)象導(dǎo)向教學(xué)法”的意義[J].教育教學(xué)論壇.2011（4）

第7篇：模擬電路分析與設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】微世界;PSpice;電子教學(xué);模擬仿真

【中圖分類號(hào)】G420 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【論文編號(hào)】1009―8097(2010)01―0127―03

一 微世界理論及其在模擬仿真中的應(yīng)用

微世界(Microworld)一詞最早由Papert提及,特指Logo的學(xué)習(xí)環(huán)境。Logo語(yǔ)言主要作為激發(fā)學(xué)習(xí)者思考、創(chuàng)造、認(rèn)知發(fā)展的學(xué)習(xí)環(huán)境。利用簡(jiǎn)單的電腦幾何作圖,學(xué)習(xí)者可以學(xué)習(xí)基本的程式設(shè)計(jì)、邏輯思考、幾何空間概念與解決問(wèn)題的方法。它能夠讓學(xué)習(xí)者用很簡(jiǎn)單的指令,學(xué)習(xí)控制“海龜”的移動(dòng),并觀察其移動(dòng)的軌跡和特性;借由將“操作海龜”轉(zhuǎn)變成自己的物件來(lái)創(chuàng)造出自己個(gè)人的視覺(jué)世界,進(jìn)而產(chǎn)生有趣的邏輯問(wèn)題與幾何現(xiàn)象,探索邏輯與幾何觀念問(wèn)題,最后提出假設(shè)加以驗(yàn)證并解決問(wèn)題[1]。

微世界是一種模擬真實(shí)世界現(xiàn)象與環(huán)境的發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)系統(tǒng)(環(huán)境)。它只是提供某一個(gè)學(xué)科知識(shí)領(lǐng)域的微小但完整的“世界”,將微世界作為向?qū)W習(xí)者傳遞知識(shí)和技能的一種環(huán)境或一種載體[2]。創(chuàng)建微世界環(huán)境的目的是為了向?qū)W習(xí)者提供一個(gè)可供自由探索、完全自主控制的學(xué)習(xí)環(huán)境,在該環(huán)境中學(xué)習(xí)者可以對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)行自我組織,自行確定學(xué)習(xí)內(nèi)容與目標(biāo),從而達(dá)到幫助教師講授某個(gè)教學(xué)難點(diǎn),或幫助學(xué)生學(xué)習(xí)某個(gè)知識(shí)技能點(diǎn)和探究新知的效果。

當(dāng)前微世界的教學(xué)或?qū)W習(xí)環(huán)境大多是借助計(jì)算機(jī)化建模技術(shù)構(gòu)造的,從這個(gè)意義上講,可以將微世界看作是一個(gè)有效整合計(jì)算機(jī)科技與模擬環(huán)境的認(rèn)知學(xué)習(xí)支援工具。由于微世界具有仿真模擬真實(shí)環(huán)境的特點(diǎn),它已經(jīng)被逐步應(yīng)用到數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等各種不同的領(lǐng)域:20世紀(jì)90年代開(kāi)始在中國(guó)廣泛應(yīng)用的“幾何畫(huà)板”工具解決了平面幾何、物理矢量分析、作圖和函數(shù)作圖的難題,把抽象的內(nèi)容以形象的方式呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者;臺(tái)灣學(xué)者張基成以微世界在自然科學(xué)學(xué)習(xí)上的應(yīng)用為著眼點(diǎn),開(kāi)發(fā)出名為《小小旅行家微世界探險(xiǎn)》的微世界學(xué)習(xí)環(huán)境,其設(shè)計(jì)理念正是提供模擬真實(shí)世界現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)式與探索式的經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)境,借助于模擬與實(shí)驗(yàn)活動(dòng),促進(jìn)學(xué)習(xí)者主動(dòng)發(fā)現(xiàn)與探索問(wèn)題的認(rèn)知?dú)v程,從而激發(fā)學(xué)習(xí)者高層思考、多元?jiǎng)?chuàng)造、主動(dòng)積極學(xué)習(xí)與解決問(wèn)題的能力[3]。

二 PSpice在教學(xué)中的應(yīng)用

在電子技術(shù)教學(xué)中經(jīng)常會(huì)遇到這樣的情況:學(xué)生對(duì)專業(yè)中所涉及的實(shí)用技術(shù)有濃厚的觀察和動(dòng)手興趣[4],但對(duì)課堂教學(xué)卻十分厭惡。究其原因主要就是教學(xué)時(shí)因?yàn)閷W(xué)時(shí)的限制和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的局限性,使教師無(wú)法全部采用邊講理論邊做實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式,以至于學(xué)生的好奇心被磨滅,甚至使學(xué)生對(duì)模電這門課產(chǎn)生畏懼,認(rèn)為“模電就是魔鬼電路”。

由于微世界要求學(xué)生對(duì)模擬的環(huán)境可操縱、可建構(gòu),因此將基于微世界理論的仿真軟件引入到電子線路課堂教學(xué)中進(jìn)行輔助教學(xué)可以大大改善教學(xué)的效果。比如現(xiàn)在比較流行的PSpice軟件,它允許學(xué)習(xí)者利用它提供的元件構(gòu)造各種模擬電路和數(shù)字電路,并可以動(dòng)態(tài)測(cè)試電路的性能,幫助學(xué)生在理論學(xué)習(xí)過(guò)程中及時(shí)印證所學(xué)的內(nèi)容,理解電路的復(fù)雜變化工程,達(dá)到理論與實(shí)踐相結(jié)合的目的。

PSpice是由SPICE發(fā)展而來(lái)的用于微機(jī)系列的通用電路分析程序。SPICE(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)是由美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校于1972年開(kāi)發(fā)的電路仿真程序。隨后版本不斷更新,功能不斷增強(qiáng)和完善。PSPICE可以對(duì)眾多元器件構(gòu)成的電路進(jìn)行仿真分析,能進(jìn)行模擬電路分析、數(shù)字電路分析和模擬數(shù)字混合電路分析。其主要分析功能包括直流分析、瞬態(tài)分析、蒙特卡羅(Monte Carlo)分析和最壞情況(Worst Case)分析等,用它還可以觀察到變量的各種波形數(shù)據(jù)列表,功能強(qiáng)大[5]。

下圖是PSpice A/D的運(yùn)行界面,PSpice A/D (included in OrCAD with PSpice v10.5)是一個(gè)全功能的模擬與混合信號(hào)仿真器,它支持從高頻系統(tǒng)到低功耗IC設(shè)計(jì)的電路設(shè)計(jì)。PSpice的仿真工具已和 OrCAD Capture及Concept HDL電路編輯工具整合在一起,讓工程師方便地在單一的環(huán)境里建立設(shè)計(jì)、控制模擬及得到結(jié)果。

在電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,除了要求學(xué)生掌握一些常用儀器的使用方法和參數(shù)測(cè)量方法外,一般要求學(xué)生通過(guò)所做實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步掌握有關(guān)元器件及電路的各種性能,通過(guò)直觀的實(shí)驗(yàn)鞏固所學(xué)的理論知識(shí)。然而對(duì)于復(fù)雜電路,學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)很難把握電路輸出及各種性能指標(biāo)。由于PSpice的仿真計(jì)算精確,利用PSpice仿真軟件進(jìn)行電子電路的分析驗(yàn)證幾乎與真實(shí)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果一致。PSpice有文本和圖形兩種輸出方式,有利于學(xué)生對(duì)電路的全面理解,而且具有完全不耗材和元器件資源、儀器儀表資源豐富及設(shè)計(jì)調(diào)試安全等特點(diǎn)。

三 教學(xué)應(yīng)用實(shí)例

1 教學(xué)問(wèn)題

我們結(jié)合一個(gè)具體的教學(xué)實(shí)例來(lái)對(duì)PSpice在模擬電子教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)闡述。如圖2a是一個(gè)乙類互補(bǔ)對(duì)稱功放電路(參照PSpice幫助文檔中功率放大器電路仿真例題及聯(lián)系),基于該電路要解決如下問(wèn)題:

第一,Vi幅值為5V,頻率為1KHz的正弦波。作瞬態(tài)分析,觀察輸出Vo形的交越失真。進(jìn)一步作直流掃描分析,求失真所對(duì)應(yīng)的輸入電壓范圍。

第二,為減小和克服交越失真,在兩基極間加上補(bǔ)償二極管及相應(yīng)電路,以供給T1和T2兩管一定的正向偏壓,構(gòu)成甲乙類互補(bǔ)對(duì)稱功放電路(圖2b)。再作瞬態(tài)分析,觀察輸出Vo交越失真是否消除。

第三,求圖2b的最大輸出電壓范圍。

2 教學(xué)過(guò)程

在PSpice中可以通過(guò)以下步驟來(lái)分析該電路:首先進(jìn)入Schematics主窗口,繪出圖a所示電路,并設(shè)置好參數(shù),接著按以下步驟進(jìn)行解題:

第一,設(shè)置瞬態(tài)分析(Transient)功能。得瞬態(tài)波形如圖2c所示,可看出Vo有交越失真。再設(shè)置直流掃描分析(DC Sweep),信號(hào)源Vi的掃描范圍為-2V~+2V。得電壓傳輸特性如圖2d所示,由圖中看出,輸入電壓在-0.68V~+0.68V范圍內(nèi)出現(xiàn)失真。

第二,將電路改成圖2b的形式,重復(fù)(1)的步驟,可得電路的瞬態(tài)波形和傳輸特性分別如圖2e、2f所示,可看出Vo已無(wú)交越失真。

第三,設(shè)置直流掃描分析,電壓源Vi的掃描范圍為-10V~+10V。得電壓傳輸特性如圖2g所示,由圖中看出,最大輸出電壓范圍約為-5V~+5V。

3 討論

根據(jù)上述教學(xué)實(shí)例,我們可以看出基于微世界理論的PSpice模擬仿真軟件在輔助教學(xué)中可以起到如下作用:

(1)將實(shí)驗(yàn)室引進(jìn)課堂,提高教學(xué)效率

微世界倡導(dǎo)的學(xué)習(xí)模式是情境式、經(jīng)驗(yàn)式、自我調(diào)節(jié)式的“在做中學(xué)”。在有關(guān)電子技術(shù)的部分教學(xué)中,實(shí)驗(yàn)耗時(shí)多,實(shí)際操作難度大,難以在課堂時(shí)間內(nèi)穿插演示,而人的記憶具有隨時(shí)間推移遺忘率增大的特點(diǎn),如果理論與動(dòng)手的時(shí)間間隔較長(zhǎng),學(xué)生的學(xué)習(xí)效率就會(huì)降低。例如在上述“乙類互補(bǔ)對(duì)稱功放電路”教學(xué)中通常采用分段式教學(xué),論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)部分分開(kāi)進(jìn)行,但這樣會(huì)造成知識(shí)在傳授過(guò)程中的斷點(diǎn)。應(yīng)用PSpice輔助教學(xué)就能直接在課堂上快速、完整的建構(gòu)出實(shí)驗(yàn)原理圖,并且能夠展現(xiàn)完美的仿真實(shí)驗(yàn)過(guò)程,及時(shí)顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

(2)調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性,培養(yǎng)學(xué)生的分析、應(yīng)用和創(chuàng)新能力

微世界學(xué)習(xí)環(huán)境的出現(xiàn)為學(xué)生問(wèn)題的解決提供了嶄新的平臺(tái),促進(jìn)學(xué)生在學(xué)習(xí)后將知識(shí)遷移到實(shí)際環(huán)境中,學(xué)生可以借助于微世界建立問(wèn)題空間的模型,通過(guò)假設(shè)驗(yàn)證等類似科學(xué)家探究問(wèn)題的方法來(lái)解決遇到的問(wèn)題。例如在該教學(xué)實(shí)例中,學(xué)生可以在PSpice中添加或修改各種元器件以探索解決乙類互補(bǔ)對(duì)稱功放電路出現(xiàn)的交越失真問(wèn)題的方法。它可以加強(qiáng)學(xué)生與學(xué)習(xí)環(huán)境的交互,使學(xué)生明確問(wèn)題的性質(zhì),進(jìn)而作出明確的表征,并通過(guò)建模調(diào)試到反思和總結(jié),在遍遍錯(cuò)誤和重新尋找解決辦法的反復(fù)過(guò)程幫助學(xué)生解決問(wèn)題。同時(shí)學(xué)生還能對(duì)問(wèn)題所涉及的相關(guān)知識(shí)有更深刻的理解,達(dá)到將所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通的目的。

(3)可以恰當(dāng)運(yùn)用反例教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)與解決問(wèn)題的能力,優(yōu)化教學(xué)效果[6]

微世界可以培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、尋找資料、提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、執(zhí)行實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證結(jié)果與討論結(jié)果等系統(tǒng)化程序的能力。在傳統(tǒng)電子技術(shù)的實(shí)驗(yàn)課中,對(duì)實(shí)驗(yàn)時(shí)接線的要求非常嚴(yán)格,萬(wàn)一接錯(cuò)線可能會(huì)燒壞元件甚至燒壞儀表,不僅造成實(shí)驗(yàn)材料的浪費(fèi)而且還有一定的危險(xiǎn)性。而將PSpice引入教學(xué)后,學(xué)生則不必畏首畏尾,可以把電路圖故意接錯(cuò),設(shè)置短路、斷路、漏電等故障:如在電路中接一指示燈進(jìn)行故障仿真時(shí)會(huì)出現(xiàn)指示燈被燒壞或不亮等現(xiàn)象,此時(shí)再加上教師的及時(shí)解釋和強(qiáng)調(diào),將會(huì)給學(xué)生留下深刻的印象,從而大大減少實(shí)際操作中的線路故障率,節(jié)約實(shí)驗(yàn)材料,提高實(shí)驗(yàn)效率,改善和提高學(xué)生掌握正確的測(cè)量方法和熟練使用儀器方面的能力。PSpice給學(xué)生提供了模擬真實(shí)情景的問(wèn)題情境,是學(xué)生應(yīng)用知識(shí)、解決問(wèn)題的一種良好的訓(xùn)練工具。

四 結(jié)語(yǔ)

簡(jiǎn)言之,基于微世界理論的PSpice軟件具有逼真再現(xiàn)真實(shí)電路并能自行操作的顯著特點(diǎn),將其作為一種教學(xué)媒體和教學(xué)環(huán)境引入電子技術(shù)的課堂可以給學(xué)生留下深刻的印象,顯示出傳統(tǒng)教學(xué)不可比擬的優(yōu)勢(shì)。它能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲,激勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)思考,從而達(dá)到認(rèn)識(shí)事物、啟發(fā)思維、激發(fā)想象、引導(dǎo)感情的目的,提高了學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,提高了學(xué)生實(shí)踐和動(dòng)手能力,培養(yǎng)了學(xué)生勇于探索不斷創(chuàng)新的能力,促進(jìn)了電子技術(shù)課堂面貌的革新,使電子技術(shù)不再枯燥。但同時(shí)也應(yīng)看到電子實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力的重要性,電路的焊接和調(diào)試的實(shí)際操作是該軟件無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,因此完全依賴微世界而舍棄實(shí)際操作是不可取的,在實(shí)際教學(xué)中必須將兩者合理結(jié)合,充分發(fā)揮仿真軟件在電子教學(xué)中的魅力,達(dá)到最佳教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

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第8篇：模擬電路分析與設(shè)計(jì)范文

【關(guān)鍵詞】電子線路；仿真技術(shù)；分析；應(yīng)用

一、引言

在接受系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)之后，電子工程師首先要做的就是對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行確定，并且對(duì)于該方案要求相符的元器件進(jìn)行選個(gè)，之后以具體元器件為依據(jù)，對(duì)電路原理圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后針對(duì)數(shù)字電路的邏輯模擬、故障分析、模擬電路的交直流分析與瞬態(tài)分析等進(jìn)行第一次仿真。此外，站在另外一個(gè)角度，在計(jì)算機(jī)技術(shù)與集成電路技術(shù)不斷進(jìn)步的背景下，現(xiàn)代電子與電工設(shè)計(jì)逐漸朝著自動(dòng)化的方向發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)在電子產(chǎn)品前期調(diào)試中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)于電路分析、設(shè)計(jì)與創(chuàng)新能力的提升而言有著關(guān)鍵的影響。

二、軟件功能與特點(diǎn)分析

Multisim2001軟件的一個(gè)最重要的特點(diǎn)就在于仿真方法充分考慮了實(shí)際問(wèn)題，在元器件、儀器的選用方面非常貼近實(shí)際情況，其元件庫(kù)提供的電路元器件數(shù)量達(dá)到數(shù)千種之多，并且元器件的理想值能夠從中獲取，例如對(duì)分析進(jìn)度的要求比較特殊，可以對(duì)具體型號(hào)的器件模型進(jìn)行選擇，以此作為虛擬的電子工作臺(tái)，Multisim200軟件的電路分析手段也比較信息，基本的分析方法比較完善，例如瞬態(tài)分析、噪聲分析、失真分析、直流工作點(diǎn)分析以及交流分析等等，而高級(jí)分析也包含了十余種電路分析方法，例如零極點(diǎn)分析、靈敏度分析、參數(shù)分析、最壞情況分析等等，在該軟件的支持下，設(shè)計(jì)人員可以對(duì)不同情況進(jìn)行細(xì)致分析，進(jìn)而對(duì)故障狀況下的電路工作狀態(tài)進(jìn)行觀察。在仿真的過(guò)程中，還能夠?qū)y(cè)試點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，將所有元器件清點(diǎn)羅列出來(lái)，還具備向Excel文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換的功能，并且測(cè)試儀器的工作狀態(tài)的存儲(chǔ)、波形與測(cè)量數(shù)據(jù)的顯示等等都得以實(shí)現(xiàn)。存放在Multisim2001儀器庫(kù)的虛擬儀器有11種。此外，在電路圖創(chuàng)建過(guò)程中，該軟件需要的元器件庫(kù)與現(xiàn)階段大部分電子線路分析軟件能夠相互兼容，并且能夠相互轉(zhuǎn)換，基于該軟件支持的電路文件，能夠?qū)⑾虺Ｒ?jiàn)的印制線路排版軟件進(jìn)行輸入，如此一來(lái)，電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)就更加快速，設(shè)計(jì)人員的工作效率也得到很大的提升。

三、基于仿真軟件對(duì)實(shí)際電子線路的仿真分析

1.電路原理圖的編輯1.1選取器件首先，雙擊Windows界面中的Multisim2001圖標(biāo)，進(jìn)入到主窗口，在工作區(qū)編輯并測(cè)試電路原理，將器件庫(kù)中調(diào)出電路原理圖中涉及到的元器件，具體操作為點(diǎn)擊元器件欄中的器件圖標(biāo)，將元器件庫(kù)打開(kāi)，然后電機(jī)該元器件，并向電路工作期拖移，如下圖所示。為了將10kΩ電阻調(diào)出來(lái)，單機(jī)工具按鈕，將10kΩ的電阻找出來(lái)，然后向窗口工作區(qū)拖移，并采用相同的方式將功率放大器、電容等器件調(diào)出，如果需要以原理圖位置放置元件，那么可將元器件進(jìn)行相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)。1.2連接導(dǎo)線將鼠標(biāo)指向元器件端點(diǎn)，進(jìn)而會(huì)有一個(gè)小圓點(diǎn)出現(xiàn)，以左鍵單擊將一根導(dǎo)線向另一個(gè)元器件端點(diǎn)進(jìn)行拖拽，在完成連接之后，導(dǎo)線會(huì)對(duì)相應(yīng)的走向進(jìn)行自動(dòng)選擇，其他元器件或儀器不會(huì)與其產(chǎn)生重疊，到此就算完成了原理圖的編輯。2.儀器使用在儀器庫(kù)中拖拽相應(yīng)的儀器圖標(biāo)，在移至電路工作區(qū)后即完成了儀器的選用。儀器圖標(biāo)上會(huì)有在連入電路中發(fā)揮作用的連接端，以文本介紹的例子為參考，上圖中對(duì)示波器的使用一共有A、B、G、T四個(gè)連接端，分別為兩個(gè)通道端、觸發(fā)端以及接地端，如果測(cè)試波形有觀察的需要，那么可以對(duì)儀器圖標(biāo)進(jìn)行雙擊，將儀器面板打開(kāi)即可。

四、電路的仿真分析

1.仿真流程在開(kāi)始仿真分析之前，對(duì)儀器圖標(biāo)進(jìn)行雙擊，將儀器面板打開(kāi)，做好被測(cè)試波形的觀察準(zhǔn)備。將電路啟動(dòng)/停止開(kāi)關(guān)按下開(kāi)始仿真分析，如果將開(kāi)關(guān)在此按下，那么就會(huì)停止仿真分析，在啟動(dòng)電路之后，為了確保波形顯示正常，應(yīng)對(duì)示波器時(shí)基與通道控制進(jìn)行調(diào)整。2.仿真輸出結(jié)果在波形的觀察中，可以基于Multisim2001工作臺(tái)，獲取其中的示波器對(duì)實(shí)際電路的觀察結(jié)果，具體如下圖所示。通過(guò)示波器對(duì)輸入、輸入波形進(jìn)行測(cè)定，其中輸入波形為A通道，藍(lán)色，輸入波形為B通道，紅色。

五、設(shè)計(jì)指標(biāo)

1.放大倍數(shù)第1級(jí)Gain=1+200k/22k=10；第2級(jí)Gain=1+1M/10k=100；從中不難發(fā)現(xiàn)，該電路的中頻電壓大約放大了1000倍。2.幅頻特性單擊Simulate|Analyses|ACAnalysisi...，將交流頻率分析設(shè)置對(duì)話框打開(kāi)，對(duì)起止頻率進(jìn)行設(shè)置，分別為1Hz、1MHz，采用Decade作為掃描類型，最后對(duì)“Simulate”按鈕進(jìn)行點(diǎn)擊，將交流分析啟動(dòng)，并獲取分析結(jié)果，具體如下圖所示。3.參數(shù)調(diào)試，優(yōu)化設(shè)計(jì)確定方案在模擬仿真分析之后，如果上述電路設(shè)計(jì)與設(shè)計(jì)要求不相符，那么可以對(duì)元件參數(shù)或者元件型號(hào)進(jìn)行適當(dāng)更改，并使其與設(shè)計(jì)要求相符合，使最終元件參數(shù)得以確定。如果想要對(duì)電阻取值進(jìn)行更改，那么就可以電阻進(jìn)行雙擊，然后以屏幕提示為參考鍵入阻值，電路更改之后可以馬上進(jìn)行仿真分析，通過(guò)對(duì)虛擬結(jié)果的觀察與分析，來(lái)判斷設(shè)計(jì)與實(shí)際要求是否相符，顯然，這在實(shí)際電路板中存在較大的難度。六、結(jié)束語(yǔ)根據(jù)上述實(shí)例分析，我們不難發(fā)現(xiàn)，Multsism2001這種電子實(shí)驗(yàn)臺(tái)具有較強(qiáng)的開(kāi)放性，模擬水平也相對(duì)較高。通過(guò)Multsism2001的運(yùn)用，電路、信號(hào)與系統(tǒng)的輔助分析與設(shè)計(jì)水平得以有效提升，在未來(lái)電子工程、信息工程以及自動(dòng)控制領(lǐng)域中，該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展具有十分巨大的潛力。

參考文獻(xiàn)

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第9篇：模擬電路分析與設(shè)計(jì)范文

關(guān)鍵詞：電路分析基礎(chǔ)；課程體系；教學(xué)模式；實(shí)踐教學(xué)

《電路分析基礎(chǔ)》是電氣工程類專業(yè)的第一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是電子通信學(xué)科的基礎(chǔ)核心課程之一。學(xué)好本門課程，對(duì)學(xué)生后續(xù)課程的進(jìn)一步學(xué)習(xí)有著重要的和深遠(yuǎn)的影響，也對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)方法、動(dòng)手能力、基本技能以及工程概念等起著十分重要的作用。這里筆者就《電路分析基礎(chǔ)》課程教學(xué)體系的改革與教學(xué)大綱的修訂、課堂教學(xué)模式的探討等方面談一些體會(huì)。

課程教學(xué)體系的改革與教學(xué)大綱的修訂

（一）《電路分析基礎(chǔ)》課程內(nèi)容體系改革的新思路

隨著社會(huì)需求和人才素質(zhì)與結(jié)構(gòu)的變化，對(duì)傳統(tǒng)的課程體系提出更合理的改革，這種需求顯得越來(lái)越迫切。另外，注重課程體系間的相互聯(lián)系也非常重要。所以現(xiàn)在出現(xiàn)了把“電路”與“電子技術(shù)”或其他課程以模塊方式組合成一門課程，這是一種已經(jīng)開(kāi)始推行并被大家認(rèn)可的課程體系改革。

高職教育實(shí)際上是大眾化教育，培養(yǎng)的是有一定理論基礎(chǔ)的實(shí)用型、職業(yè)型技術(shù)人才。職業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)，對(duì)實(shí)踐能力和動(dòng)手能力的要求大大提高。筆者認(rèn)為動(dòng)手能力和基本技能實(shí)際上是一種綜合能力。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，學(xué)科間的交叉和滲透越來(lái)越明顯，利用傳統(tǒng)的《電路分析基礎(chǔ)》課程體系，甚至模塊式課程體系實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)存在一定的困難。為了解決這個(gè)問(wèn)題，筆者提出一種更加新穎的《電路分析基礎(chǔ)》課程的改革思路，即將某些相關(guān)學(xué)科內(nèi)容，如電子測(cè)量技術(shù)與儀器儀表使用、元器件及工藝等，融入《電路分析基礎(chǔ)》課程。職業(yè)教育應(yīng)著重于職業(yè)知識(shí)技能的訓(xùn)練和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，根據(jù)這種教育觀念，《電路分析基礎(chǔ)》課程在課程內(nèi)容的設(shè)置上應(yīng)該打破傳統(tǒng)課程的學(xué)科單一性，而將相關(guān)的學(xué)科知識(shí)和技能與電路分析基礎(chǔ)知識(shí)有機(jī)地結(jié)合在一起，這樣就能很好地給《電路分析基礎(chǔ)》課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)提供相關(guān)知識(shí)與技能，使《電路分析基礎(chǔ)》課在實(shí)踐能力和動(dòng)手能力的培養(yǎng)上，得到根本的以及應(yīng)有的支撐，也為后續(xù)課程在提高職業(yè)知識(shí)技能的訓(xùn)練和實(shí)踐能力的培養(yǎng)上，開(kāi)辟一條綠色通道。

（二）關(guān)于教學(xué)大綱的修訂

在教學(xué)大綱的修訂上，應(yīng)強(qiáng)調(diào)基本理論的學(xué)習(xí)，基本方法的掌握，基本概念的理解以及因材施教的原則。教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)放在強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)、弱化難度；強(qiáng)調(diào)基本概念、弱化解題難度；強(qiáng)化基本概念和基本方法的掌握及準(zhǔn)確運(yùn)用定律和公式，弱化某些推導(dǎo)和公式記憶上。比如，在講授電路的基本分析方法這一塊內(nèi)容時(shí)，對(duì)于通信、微電子專業(yè)應(yīng)該重點(diǎn)講授電路的等效變換（如電阻的串、并聯(lián)，兩種電源模型的等效變換，戴維南定理，疊加定理等），網(wǎng)絡(luò)方程法選擇一兩種講授即可，且重點(diǎn)在“方法的運(yùn)用”，而非“推導(dǎo)過(guò)程”。

教學(xué)大綱的制定，傳統(tǒng)做法往往追求單一學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)的完整性，面面俱到。然而，面對(duì)現(xiàn)今理論課時(shí)大幅壓縮、學(xué)生的素質(zhì)較差這樣一個(gè)現(xiàn)實(shí)，按傳統(tǒng)做法，很難實(shí)現(xiàn)使學(xué)生掌握完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系的目的，反而弱化了基本知識(shí)和重點(diǎn)知識(shí)的掌握。所以一定要根據(jù)專業(yè)需求和培養(yǎng)目標(biāo)，從“廣而博”的電路分析學(xué)科知識(shí)中進(jìn)行選擇，重構(gòu)“少而精”的教學(xué)內(nèi)容。這對(duì)編寫(xiě)教學(xué)大綱的教師提出了更高的要求，一方面要與相應(yīng)專業(yè)的教師緊密溝通，另一方面應(yīng)該對(duì)該專業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)和內(nèi)容有一定的了解和理解，即具有較廣的知識(shí)面和工程技術(shù)能力。刪減不是簡(jiǎn)化，不是泛泛而談，而是集中力量把基本概念、基本定律和重點(diǎn)內(nèi)容講透，且反復(fù)強(qiáng)化（包括舉例、設(shè)置問(wèn)題、討論、課堂練習(xí)、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、課程設(shè)計(jì)等），以強(qiáng)化基本知識(shí)的掌握。

（三）對(duì)強(qiáng)化和改革實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的探討

強(qiáng)化和改革實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，一方面要增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)，另一方面要制定科學(xué)的符合培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。關(guān)于電路課程的實(shí)踐教學(xué)，這是一個(gè)必須重視的環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生真正掌握電路知識(shí)及實(shí)驗(yàn)的基本技能和安全操作知識(shí)，學(xué)會(huì)常用電工電子儀器儀表的使用，以及電路參數(shù)和元器件的測(cè)量，注意培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力；培養(yǎng)學(xué)生初步掌握一定的電氣工程技術(shù)的能力；了解專業(yè)信息渠道與檢索的能力、識(shí)讀電路圖的能力和排查電路故障的能力等。

過(guò)去傳統(tǒng)的電路實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，效果并不理想，已經(jīng)不適應(yīng)高職教育的需求。因?yàn)殡娐氛n程既是電路知識(shí)的入門，也是專業(yè)技能的入門。技能的習(xí)得過(guò)程，可借鑒美國(guó)加利福尼亞大學(xué)德萊弗斯兄弟等人提出的技能發(fā)展模型，即德萊弗斯模型：新手—高級(jí)學(xué)徒—合格者—熟練者—專家。該理論研究了技能發(fā)展從新手到專家的五個(gè)階段。根據(jù)這個(gè)理論，結(jié)合筆者的教學(xué)實(shí)踐與技術(shù)工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)高職教育電路課程的實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)，提出這樣的改革建議：保留部分傳統(tǒng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加電工基本技能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)。

試驗(yàn)內(nèi)容筆者把試驗(yàn)內(nèi)容大致分為如下三個(gè)部分：（1）電工基本技能訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)，應(yīng)包括如下幾個(gè)內(nèi)容：線路的搭接、元器件的識(shí)別；通用儀器儀表的使用，儀器儀表的精度概念；電路參數(shù)的測(cè)量方法、元器件參數(shù)的測(cè)量方法等；測(cè)量數(shù)據(jù)的處理，測(cè)量誤差的計(jì)算。（2）驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。這在電路課程里已是一種較成熟也較完整的實(shí)驗(yàn)體系，可根據(jù)專業(yè)需要或具體情況進(jìn)行選擇與修改。（3）工程應(yīng)用型實(shí)驗(yàn)。可根據(jù)專業(yè)需要進(jìn)行開(kāi)發(fā)，比如電路故障檢測(cè)、排查與維修，自選測(cè)量用儀器儀表和元器件，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和測(cè)量方法的制定等等。

實(shí)驗(yàn)時(shí)間的安排這也是一個(gè)值得研究的問(wèn)題。過(guò)去的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)一般安排在相應(yīng)理論教學(xué)內(nèi)容之后。筆者認(rèn)為，應(yīng)該根據(jù)授課內(nèi)容的實(shí)際需要安排實(shí)驗(yàn)時(shí)間。比如線性電阻的伏安特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)，安排在講電阻元件和歐姆定律之前做，并設(shè)置幾個(gè)問(wèn)題讓學(xué)生思考，通過(guò)該實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生感覺(jué)是自己歸納總結(jié)出的歐姆定律，對(duì)歐姆定律的掌握效果更好。再比如，在講暫態(tài)分析的暫態(tài)（過(guò)渡過(guò)程）的概念之前，安排一個(gè)RC電路的充放電實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生一個(gè)感性認(rèn)識(shí)，并讓學(xué)生了解，哪些參量的改變將影響充放電的速度（或時(shí)間）。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，不但加深了概念的理解，而且提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

實(shí)訓(xùn)課要求應(yīng)設(shè)計(jì)成工程技術(shù)與技能綜合應(yīng)用型課程。現(xiàn)以安裝調(diào)試萬(wàn)用表為例，作如下的設(shè)計(jì)和要求：（1）學(xué)會(huì)識(shí)讀電路圖，掌握萬(wàn)用表電路工作原理；（2）掌握元器件及其參數(shù)的識(shí)別、選擇與采購(gòu)；（3）掌握焊接工藝和安裝；（4）學(xué)會(huì)排查故障和維修；（5）學(xué)會(huì)萬(wàn)用表靈敏度的調(diào)試；（6）了解或?qū)W會(huì)儀表的校驗(yàn)；（7）了解專業(yè)信息渠道與檢索；（8）掌握實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)報(bào)告的書(shū)寫(xiě)。

課堂教學(xué)模式的探討

理想的課堂教學(xué)模式應(yīng)該是教師在掌握多種教學(xué)模式，并了解不同模式的適應(yīng)條件及其局限性的基礎(chǔ)上，根據(jù)具體的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)情境所選擇的最適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)模式。教學(xué)內(nèi)容的多樣性、教學(xué)過(guò)程的復(fù)雜性以及教師對(duì)教學(xué)過(guò)程理解的差異性等因素決定了教學(xué)模式的多樣性。從另一方面來(lái)看，學(xué)生智力的差異性和學(xué)習(xí)風(fēng)格的多樣性導(dǎo)致了學(xué)習(xí)方式的多樣性和學(xué)習(xí)過(guò)程的個(gè)性化。所有這些，都要求教師要學(xué)會(huì)運(yùn)用開(kāi)放的、多樣化的方式和策略，把多種教學(xué)模式靈活地注入到課堂教學(xué)中。

美國(guó)高校20世紀(jì)80年代以來(lái)，興起了一種新型的課堂教學(xué)模式，這種模式主要由三種模型構(gòu)成：范例教學(xué)模型、交互式教學(xué)模型、小組合作學(xué)習(xí)模型。主要是通過(guò)從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)、從具體到一般，并通過(guò)學(xué)生與教師、學(xué)生與學(xué)習(xí)伙伴、以及學(xué)生與學(xué)習(xí)資源之間的互動(dòng)，一方面幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)、發(fā)展能力，另一方面促進(jìn)學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。筆者覺(jué)得該教學(xué)模式值得借鑒和推廣。

（一）范例教學(xué)模型

范例教學(xué)模型屬于“概念獲得”教學(xué)模式，目的是通過(guò)實(shí)例幫助學(xué)生有效地學(xué)習(xí)新概念、新知識(shí)。實(shí)例也可以是實(shí)驗(yàn)（如上述安排在相應(yīng)理論教學(xué)內(nèi)容之前的線性電阻的伏安特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)、RC電路的充放電實(shí)驗(yàn)等）。比如，通過(guò)線性電阻的伏安特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)，引出線性電阻和非線性電阻的概念，引出歐姆定律。應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，在運(yùn)用范例進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中，不僅要呈現(xiàn)范例，更重要的是向?qū)W生示范在頭腦中對(duì)信息進(jìn)行加工的全過(guò)程，包括解決一個(gè)問(wèn)題，或?qū)?fù)雜的信息進(jìn)行歸納、重組時(shí)的心理活動(dòng)，即著重于演示思維過(guò)程。教師呈現(xiàn)范例幫助學(xué)生學(xué)習(xí)新知識(shí)，還要讓學(xué)生自己選擇范例驗(yàn)證知識(shí)，最后能運(yùn)用知識(shí)創(chuàng)造范例。

（二）交互式教學(xué)模型

交互式教學(xué)模型在課堂教學(xué)中是一種非常重要的課堂教學(xué)模型，是以師生對(duì)話為背景構(gòu)建的互動(dòng)教學(xué)方式。

在互動(dòng)教學(xué)中，教師的任務(wù)是精心設(shè)計(jì)課堂提問(wèn)，利用提問(wèn)吸引學(xué)生參與對(duì)話。通過(guò)對(duì)話，可對(duì)范例進(jìn)行分析、歸納，形成概念，讓學(xué)生真正參與其中。課堂提問(wèn)可分為低層次——對(duì)新概念進(jìn)行辨識(shí)和描述；高層次——引導(dǎo)學(xué)生用比較、應(yīng)用、綜合、評(píng)價(jià)等方法對(duì)信息進(jìn)行加工。課堂提問(wèn)根據(jù)需要，有些可設(shè)計(jì)成聚合性問(wèn)題，有些可設(shè)計(jì)成發(fā)散性問(wèn)題。

這里仍以“電阻元件和歐姆定律”這一章節(jié)內(nèi)容為例，說(shuō)明在進(jìn)行交互式教學(xué)時(shí)，如何通過(guò)設(shè)置問(wèn)題來(lái)達(dá)到教學(xué)目的（詳見(jiàn)表）。

交互式教學(xué)模型的形式是對(duì)話和傾聽(tīng)。這就要求在課堂上創(chuàng)設(shè)一個(gè)互相尊重、互相信任、互相平等的教學(xué)氛圍。

（三）小組合作學(xué)習(xí)模型

小組合作學(xué)習(xí)模型，要求在課堂上創(chuàng)設(shè)一個(gè)互教互學(xué)的學(xué)習(xí)環(huán)境，通過(guò)人際交往促進(jìn)認(rèn)知的發(fā)展，通過(guò)恰當(dāng)?shù)慕M織形式提高學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。

小組合作式比如，當(dāng)課堂上剛講完某一知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，往往要出一些課堂練習(xí)題讓大家來(lái)做，以加強(qiáng)對(duì)這一知識(shí)的理解或運(yùn)用，問(wèn)題是此時(shí)會(huì)有相當(dāng)一部分學(xué)生不完全會(huì)做，有些學(xué)生就此放棄學(xué)習(xí)。這時(shí)采用小組合作式效果較好。將學(xué)生分成若干小組，讓每個(gè)小組分組討論，小組成員共同來(lái)做某些題，然后每個(gè)小組派代表到黑板上來(lái)演示他們的解題過(guò)程，再讓其他組來(lái)點(diǎn)評(píng)，最后由教師點(diǎn)評(píng)或裁判。這是一種互助式的學(xué)習(xí)，參與的學(xué)生將增加很多，課堂氣氛也相當(dāng)活躍。

切塊拼接式就是將某一教學(xué)內(nèi)容切塊，分到每一組進(jìn)行分組閱讀，讓學(xué)生談自己的理解，最后由教師來(lái)講解。這種方式的特點(diǎn)是文章（內(nèi)容）切塊，合作備課，互教互學(xué)，培養(yǎng)和提高學(xué)生的自學(xué)能力。

團(tuán)隊(duì)合作式這種方式主要體現(xiàn)在分工合作上。比如，在課程設(shè)計(jì)（或?qū)嵱?xùn)）中，有一個(gè)內(nèi)容要求學(xué)生在某個(gè)時(shí)間段里完成查找元器件及電路圖資料，進(jìn)行元器件市場(chǎng)調(diào)查與模擬采購(gòu)。因?yàn)闀r(shí)間有限，可根據(jù)學(xué)生的特長(zhǎng)和意愿，安排一部分學(xué)生負(fù)責(zé)查元器件手冊(cè)，一部分學(xué)生負(fù)責(zé)上網(wǎng)查資料，另一部分學(xué)生作市場(chǎng)調(diào)查與模擬采購(gòu)。最后大家交流信息，探討問(wèn)題，分享成果。學(xué)生在這種多邊互助互動(dòng)與協(xié)作的集體活動(dòng)中，可以增長(zhǎng)知識(shí)，發(fā)展能力，培養(yǎng)合作精神。

參考文獻(xiàn)